SECADO

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE INGENIERA, DIVISIÓN DE POSTGRADO
PROGRAMA DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS
DESHIDRATACIÓN O SECADO DE ALIMENTOS
Maracaibo, Enero 2013
Presentado por:
MSc. Carlos Ramón Vidal
Tovar

2. Contenido

3. El Secado, “Desecación” o “Deshidratación”:
Operación Unitaria de transferencia simultánea de masa y energía, consiste en la
transferencia de vapor o el retiro de la humedad desde un sólido húmedo a la
atmósfera que lo rodea.
Conferir determinadas propiedades a un material (mejorar la velocidad de flujo, la
compresibilidad, etc.)
Preservar ciertos productos susceptibles de descomponerse en presencia de
humedad.
Facilitar el manejo posterior del producto.
Reducción de costos de transporte y distribución.
Razones de Aplicación:
Se tienen otros motivos para llevarlo a cabo como son:
a. Obtención de un producto con el grado de humedad que exige la comercialización.
b. Evitar cambios físicos o químicos por un exceso de humedad.
c. Disminución en los costos de manejo, transporte, empaque y almacenamiento.
d. Adecuación del material para procesos ulteriores.
e. Eliminación de humedad adquirida en operaciones previas.
f. Recuperación de subproductos.
g. Obtención de productos que favorezcan al consumidor.

4. La operación del secado es muy importante, pues como sabemos la presencia
de altas concentraciones de agua en los alimentos, es un medio propicio para
la proliferación de hongos, bacterias, o bien cualquier microorganismo en
general. Además con el secado se reduce el peso o volumen de los alimentos
con lo cual se reducen costos de transportación, además de que se puede
almacenar mayor cantidad de producto.
Es el método de conservación mediante el cual se disminuye el contenido de
humedad en las frutas y vegetales, hasta el punto que se inhibe el desarrollo
de microorganismos capaces de descomponerlos.
Estos métodos se clasifican en:
Naturales .
Artificiales.
Se considera el secado como el primer método empleado por el hombre para
conservar sus alimentos; mediante sencillos sistemas , desde hace siglos se seca
la carne, el pescado, frutos y semillas, aprovechando la exposición al sol.
Esta operación causa modificaciones apreciables en el gusto, aroma y textura de
los productos, son transformaciones irreversibles y la rehidratación o
humidificación del alimento seco deja un producto diferente original.

5. Consiste en la exposición de los productos al efecto de los rayos solares en patios de
cemento, maderas o esteras, estructuras metálicas u otras que permiten lograr una
reducción de la humedad inicial de los productos hasta valores adecuados para su
conservación.
Este método requiere de mucho espacio libre por lo cual las materias primas son
susceptibles a contaminación por polvo, insectos y roedores.
SECADO NATURAL

6. SECADO ARTIFICIAL
procedimiento para la extracción del agua presente en las materias primas, donde se
aplica calor bajo condiciones controladas de temperatura, humedad y flujo de aire. La
deshidratación implica el control sobre las condiciones climáticas dentro del equipo
utilizado.

7. (Umaña, 2003)
a. Características de los productos a deshidratar: actividad del agua para distintos
contenidos de humedad y a una temperatura determinada, resistencia a la difusión,
conductividad del calor, tamaño efectivo de los poros, etc.
b. Conductividad del calor.
c. Características de las mezclas aire/ vapor a diferentes temperaturas.
d. Capacidad de rehidratación o reconstrucción del producto después
de un determinado tiempo de almacenamiento.
Conceptos Básicos
Humedad
El contenido de humedad de un sólido puede expresarse en base seca o en base húmeda.
Contenido de humedad, base seca: x
Contenido de humedad, base húmeda:







secosólidoKg
humedadKg
X













secosólidoKghumedadKg
humedadKg
húmedosólidoKg
humedadKg

8. HUMEDADES
Pv sólido> Pv atm  Evaporación y secado
Pv sólido < Pv atm  El sólido adquiere humedad
Pv sólido = Pv atm  Condiciones de equilibrio

9. Isoterma de sorción
El comportamiento de un producto alimenticio hacia el aire húmedo que lo rodea es escrito
por la isoterma de sorción de vapor de agua, que brinda la relación entre el contenido de
agua de equilibrio y la actividad de agua a una temperatura dada (Mathlouthi y Rogé, 2003).
Prácticamente todos los alimentos sólidos tienen humedad en mayor o menor grado y ese
contenido depende no sólo del origen del alimento (vegetal, animal, procesado, etc), sino de
las condiciones ambientales, es decir del aire que rodea el alimento. Existe, por lo tanto, una
relación muy estrecha entre la humedad del alimento y el aire ambiente.
La relación más importante en el secado
es la que corresponde a la relación sólido -
gas húmedo (alimento- aire ambiente) ,
en lo referente a los contenidos de
humedad de cada uno de ellos.
Se ha generalizado el empleo de
relaciones entre la humedad relativa del
aire o gas y el contenido de humedad del
sólido, en kilogramos de agua por
kilogramo de sólido en base seca.
(Fonseca,2007)

10. (Fonseca,2007)
Isoterma de sorción
Curva de equilibrio de la margarina
EJEMPLO: Para la margarina, determinar
su humedad cuando la humedad
relativa del aire es de 60, 75, y 85%
Para el primer caso, cuando se tienen 100 kgrs.
de margarina en base seca, el producto tal cual
pesa 100 + 32,5 kgrs.
Los porcentajes de humedad serán:
para 60% H = (32,5 / (100 + 32,5)) x 100 = 24,5%
para 75% H = (38,0 / (100 + 38,0)) x 100 = 27,5%
para 85% H = (42,0 / (100 + 42,0)) x 100 = 29,6%

11. Propiedades Termodinámicas del producto
y del aire relacionadas con la humedad
Humedad: contenido en fracción de peso de agua de una sustancia, generalmente se
expresa como porcentaje. El contenido de agua de una sustancia seca varía del 5 al 15%.
Materias primas de origen agropecuario llegan al 70 - 90%
(Fonseca,2007)
Humedad absoluta (H) - Es la cantidad en
kilogramos de vapor de agua contenida en un
kilogramo de aire seco. Llamando al agua “a” y
“b” al aire, en una mezcla vapor-agua-aire las
presiones de vapor son pa y pb Para presión
atmosférica, pa = 1 – pb . Ma y Mb: pesos moleculares del agua y el
aire
Humedad de saturación (Hs): Es la humedad del gas saturado que está
en equilibrio con el líquido a la temperatura del gas. Recordar que
para un gas saturado la presión parcial del vapor es igual a la presión a
la temperatura del gas o sea pa = pa, siendo pa la presión del vapor
del líquido
La humedad absoluta se expresa por:
Humedad porcentual (Hp). .Es la relación porcentual entre la
humedad absoluta y la de saturación, a la temperatura del aire.

12. Propiedades Termodinámicas del producto
y del aire relacionadas con la humedad
Humedad relativa (Hr). Relación porcentual entre
presión parcial de vapor , pa y la presión de vapor del
agua pa, a la temperatura dada.
Las humedades porcentual y relativa se correlacionan por
Punto de rocío o temperatura de saturación: Es la temperatura a la cual una mezcla dada de
agua y aire está saturada; también puede definirse como la temperatura a la cual el agua
ejerce una presión de vapor igual a la presión parcial del vapor en una mezcla dada. El
punto de rocío de un gas saturado es la misma temperatura a la cual está el gas.
Calor húmedo (Cs): Es el calor específico de la mezcla vapor-agua-aire, o es la cantidad de
calor necesaria para incrementar en un grado la temperatura de una unidad de gas
húmedo.

13. A condiciones normales se toma 0,24 como el calor
específico del aire seco y como 0,45 el calor específico del
vapor de agua:
Volumen húmedo (Vh). Es el volumen en metros cúbicos
de un kilo de aire seco más el vapor de agua a una
atmósfera y a la temperatura del aire.
Siendo T la temperatura del aire en grados Kelvin. Cuando el aire está saturado, es decir, su
humedad absoluta es la de saturación, el volumen húmedo se denomina saturado.
Humedad de equilibrio (He). Es el contenido de humedad del sólido que está en equilibrio
con la humedad relativa del aire circundante al sólido.
Humedad libre (Hl). Es el contenido de humedad o agua que existe entre la humedad total
o contenido total de agua en el sólido, y su contenida de agua en el equilibrio.

14. (Fonseca,2007)
Curva de equilibrio de la margarina
Margarina con 25% de humedad, se seca con aire
del 20% de humedad relativa. Determinar el % de
humedad con que sale la margarina.
EJEMPLO:
Al emplear aire del 20% de humedad relativa, la
humedad de equilibrio de la margarina es de 7
Kgrs. de agua por 100 Kgrs. de margarina seca,
luego el porcentaje de humedad es.
la humedad libre es de 18,44% (25,00 -6,56%) y es la que puede retirarse, como máximo
empleando aire del 20% de humedad relativa: Hl = H - He

15. Velocidad de secado, diferencia entre el peso
inicial y el peso en cada momento, frente al
tiempo.
A-C. AGUA LIBRE
C Punto crítico
C-E AGUA LIGADA

16. Gráfica de Velocidad de secado –humedad
Sección (AB): pequeño aumento de
temperatura en el producto, luego la tasa de
remoción de
agua se vuelve constante sección (BC), con el
producto a la temperatura de bulbo húmedo
del aire. La velocidad de secado está limitada
por la tasa de transferencia de calor desde el
aire a la superficie líquida.
Cuando se alcanza el contenido de humedad
crítico en punto (C) la velocidad de secado es
decreciente sección (CD).
Puede existir un segundo período de
velocidad decreciente en donde la humedad
relativa de
equilibrio para el material es menor del 100%
(aw < 1).
La velocidad de secado decreciente es controlada por la difusión de humedad hacia la
superficie. En el punto D se alcanza el contenido de humedad de equilibrio y el producto
deja de perder humedad.

17. Velocidad de secado
La velocidad o tasa de secado de un sólido (dw / dt), se refiere a la cantidad de agua que se
evapora por unidad de tiempo, se determina experimentalmente bajo condiciones físicas y
termodinámicas, constantes. Estas condiciones son la temperatura, humedad, velocidad y
dirección del flujo del aire a través de la superficie del secado.
Al representar gráficamente los datos de contenido de humedad del sólido como una
función del tiempo y establecer la diferenciación de los datos, permite encontrar la tasa de
secado.
(Fonseca,2007)

18. Velocidad de secado El contenido de humedad es de 27,5 gramos de agua
por gramo de sal seca; iniciada la operación de
secado, (cuando la superficie alcanza la temperatura
más alta), se tiene una tasa constante de secado,
representada por el segmento AB y cuyo valor es de
0,31 gramos de agua por hora y por centímetro
cuadrado. Esta fase de secado se denomina Período
de Tasa Constante; a continuación la tasa disminuye.
El punto B, o mejor la humedad para el punto B se
denomina Contenido Crítico de Humedad.
La etapa representada por el segmento BD se denomina Período de Tasa Decreciente, con
una pendiente para el segmento BC menor que para el segmento CD.
La zona BC corresponde a la etapa de secamiento de la superficie del sólido; la humedad en
la superficie va disminuyendo hasta que es ligeramente inferior a la del interior, la etapa
correspondiente BC se llama Período de Tasa de Secamiento Decreciente Superficial.
En el momento en que la humedad de la superficie es inferior a la del interior, se tiene un
gradiente de humedad lo que conlleva a movimientos del líquido del interior hacia la
superficie, estos movimientos modifican la humedad interna del cuerpo y controlan la tasa de
secado. Debe tenerse en cuenta que en la operación de secado existen gradientes de
humedad, ya sea entre el aire y la superficie del cuerpo o en el mismo cuerpo, de tal forma
que los contenidos de humedad no son uniformes a través de todo el sólido y que los valores
tomados representan valores promedios del contenido de humedad del sólido.
(Fonseca,2007)

19. EJEMPLO:
En un ensayo de secado sobre una pulpa colocada en una bandeja de cuatro (4) pies
cuadrados y 2 pulgadas de espesor, se obtuvieron los siguientes valores.
Peso de la pulpa seca 25 libras
Peso inicial de la pulpa húmeda 33.13 libras
Peso Final de la Pulpa 27,37
Se desea obtener la curva de
secamiento de este ensayo y las
tasas de secamiento.

20. EJEMPLO:
Solución: De los datos obtenidos se determina el contenido de humedad, el contenido
promedio de humedad y la tasa de secado que se tabulan de acuerdo a la tabla siguiente.

21. EJEMPLO:

22. Generador de Aire
Calefactor
Alimentador
La configuración básica de un secador consiste de un sistema que genere aire caliente; el
cual puede estar compuesto de un ventilador y de una serie de hilo de resistencias
eléctricas de Nicrom (Níquel-Cromo) para generar calor, también debe de contar con un
colector y un alimentador.

23. (Báez y otros, 1997)

26. (Umaña, 2003)

27. • La perdida de viabilidad es debida a alteraciones de la membrana celular.
• Baja aw